看不到光的说说 光波的奥秘：关于可见光和不可见光

如果你只能看见一种颜色那会怎么样？想像一下，比如说你只能看见红色的东西，而其它所有东西对你来说都是隐形的。实际上，我们一直都是这样生活的，因为我们的眼睛只能看到全光谱中微不足道的一部分。我们每天都被不同的色彩所包围，但它们对人眼都是看不见的。从携带你最爱歌曲的无线电波，到医生用来观察人身体内部的X光线，还有可用来加热食物的微波。

为了能够理解它们是如何被叫做光的，我们需要知道一些关于什么是光的问题。光就是电磁辐射，它既具有波的性质又具有粒子的性质。光波和海浪有些相似。波浪本身有大小之分，波浪就是一波一波冲上海岸，而且波浪只有在偶尔才会翻滚。波浪的大小叫作波长，波浪多久重复一次叫做波的频率。想像你坐在海上的一艘船里，船随着波浪上下起伏。如果那天赶上的波浪有较长的波长，那么海浪只会让船偶尔上下起伏，或者说以较低的频率。然而，相反的，如果是波长很短的波浪，波浪之间会靠的很紧，然后你就会感觉船在明显地上下浮动，这就是以很高的频率。

不同种类的光都是光波，只不过它们有不同的波长和频率，以此来加以区别。如果你知道一种光波的波长或者频率，那么你就能知道这个光波的能量。波长长的光波有很低的能量，然而波长短的光波有很高的能量。这个记起来很容易，如果你想到自己在那艘船上，你去航海那天有波涛汹涌的海浪，你可能会消耗很多能量，避免被东西砸到而四处跑。但是在一个长波长的海面上，你只会晃一晃，会感觉很放松不怎么消耗能量。

光的能量告诉了我们它是如何和事物相互联系的。举个例子，我们的眼细胞。

因为不同的视锥细胞对不同能量光的感知度不同，有一些视锥细胞对那些波长很长和能量很低的光很敏感，还有一些视锥细胞对波长短、能量高的光更敏感。当光照射到我们的眼睛的时候，每一个视锥细胞能测量到多少能量，就标志着我们大脑能接收到什么颜色。我们看见的彩虹，事实上就是可见光根据本身能量的排序而形成的。在彩虹的最上边是我们看到的低能量的红光，另外一边则是能量较高、我们所看到的蓝光。如果光照着我们，那就有我们视网膜无法识别的能量，我们就不可能看见它。波长太短或者能量太高的光波会在它到达视网膜之前，被眼睛的表面吸收；而那些波长很长的光波，根本没有能够刺激我们视网膜足够的能量。

光和光之间唯一的不同点就是它的波长。无线电波有很长的波长，然而X光射线有很短的波长。可见光，就是你现实可以看见的光，波长范围介于两者之间。虽然我们的眼睛无法看到可见光范围之外的光，但我们可以创造特殊的探测器。它可以被其它波长的光刺激，有点像数字眼，这些器件可以帮助我们感应那些我们自己无法看见的光。

所以，退一步，先想想这一切，即使它们是不同的。从一堆劈啪作响的火焰中感受到的温暖，和在一个美好天气中太阳晒着你时的温暖是一样的；还有紫外线，我们涂防晒霜来保护自己不受它的伤害；一样的事物还有你的电视、你的收音机，还有你的微波炉。这些例子都是地球上的事物，都是你每天要经历的事情。但是，这里还有一些更惊喜的事儿，我们的宇宙也散发着全光谱的光。

图解：可见光谱只占有宽广的电磁波谱的一小部分。

试想一下，黑夜的天空你也许觉得是你的眼睛使你看到星星在闪，但那只是可见光，现在你该知道那只是全光谱中

很小的一部分光。如果我们只可以用可见光来描绘整个宇宙，这就好像只有一种蜡笔来画画，那很可悲。为了能看见全光谱中的宇宙，我们必须要有合适的眼睛，这就意味着要用特殊的望远镜来帮助我们看到可见光之外的光。也许你听说过哈勃太空望远镜，也看到过它用可见光和紫外光拍摄的惊艳的照片。但是你也许不知道，在地球轨道上分布有20个太空望远镜，每一个望远镜的任务是看到全光谱的不同部分。

图解：可见光波长的激光

让望远镜作为我们在外太空虚拟的眼睛，地球上的我们可以看到一些神奇的事物。然而最酷的事情是不考虑波长和能量，我们所能看见的遥远宇宙的光，和我们在地球上所能体验到的光是一样的。因此，由于我们知道了X射线、红外线、紫外线、微波在地球上的物理工作原理，我们可以研究一个遥远恒星或星系的光，也就可以顺理成章地知道在那里发生了什么事。

所以在日常生活中，在你所看到和看不到的时候去留意思考，只是了解关于自然世界的一点点，就可以帮助你一直感受到身边的全光谱世界。

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3. xuanyu shi- Qiwen Lu-流星魂

翻译：xuanyu shi

审核：Qiwen Lu/天文志愿文章组-流星魂

排版：零度星系

1.WJ百科全书

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